从基板两侧形成孔的方法与流程

1.本公开的实施例大致关于基板处理装备。


背景技术：

2.沉积及蚀刻腔室(处理腔室)通常在半导体设备的制造中使用。布置于这些处理腔室之中的某些部件包括孔。例如，在处理腔室中使用的气体分配板可包括具有高深宽比的孔，以在处理腔室之中分配一个或多个处理流体。孔可使用单一钻机形成。然而，发明人已观察到使用单一钻机形成具有高保真度的孔可能需要更昂贵的钻机，可能需要更多的功率消耗，且可能降低产量。
3.因此，发明人已提供改进的方法及装置，用于穿过处理腔室部件形成孔。


技术实现要素：

4.此处提供用于形成穿过基板的孔的方法及装置。在某些实施例中，一种在处理腔室中使用的基板中形成孔的方法，包括使用第一钻机在基板中部分地形成多个孔，以从基板的第一侧至基板的相对第二侧形成穿过基板的多个粗略孔；将基板定位于第二钻机与第三钻机之间；使用第二钻机，以从基板的第一侧至沿着多个粗略孔的每个孔的长度至少一半的第一位置，修整多个粗略孔；及使用第三钻机，以从基板的第二侧至沿着多个粗略孔的每个孔的长度的至少第一位置，修整多个粗略孔。
5.在某些实施例中，一种在处理腔室中使用的基板中形成孔的方法，包括将基板安装在基板支撑件上于第一位置中；使用第一钻机穿过基板将多个粗略孔形成为第一尺寸；旋转基板约45度至约135度至第二位置；及使用第二钻机从基板的第一侧将第一组多个粗略孔修整为第二尺寸，同时使用第三钻机从基板的与第一侧相对的第二侧将不同于第一组的第二组多个粗略孔修整为第二尺寸。
6.在某些实施例中，一种用于在基板中形成孔的装置，包括基板支撑件，具有用于保持基板的一个或多个保留表面和用于暴露基板的底部表面的中心开口，其中基板支撑件配置成绕基板支撑件的中心轴且绕正交于中心轴的基板支撑件的长轴旋转；第一钻机，布置于基板支撑件上方；及第二钻机与第三钻机，布置于基板支撑件的相对侧上。
7.以下说明本公开的其他及进一步实施例。
附图说明
8.以上简要概述且以下更详细讨论的本公开的实施例可通过参考在所附附图中描绘的本公开的说明性实施例而理解。然而，所附附图仅绘示本公开的典型实施例，且因此不应考虑为对范围进行限制，因为本公开可允许其他均等效果的实施例。
9.图1描绘根据本公开的某些实施例在处理腔室中使用的基板中形成孔的方法的流程图。
10.图2a描绘根据本公开的某些实施例的孔形成装置在第一位置中的示意性侧视图。
11.图2b描绘根据本公开的某些实施例的孔形成装置在第一位置中的示意性顶部视图。
12.图3描绘根据本公开的某些实施例的孔形成装置在第二位置中的示意性侧视图。
13.图4描绘根据本公开的某些实施例的孔形成装置在第二位置中的示意性部分等距视图。
14.图5描绘根据本公开的某些实施例的孔形成装置在第一位置中的示意性侧视图。
15.为了促进理解，已尽可能地使用相同的附图标记代表附图中共有的相同元素。附图并非按照比例绘制，且可能为了清楚而简化。一个实施例的元素及特征可有益地并入其他实施例中而无须进一步说明。
具体实施方式
16.此处提供在处理腔室中使用的基板中形成孔的方法及装置的实施例。方法包括使用多个钻机穿过基板形成多个孔。多个钻机的第一钻机面向基板的第一表面，以穿过基板形成多个粗略孔。多个钻机的第二组钻机修整多个粗略孔，以形成多个孔。在某些实施例中，第二组钻机包括第二钻机与第三钻机，布置于基板的相对侧上。在某些实施例中，第二组钻机包括第一钻机与第二钻机，布置于基板的相对侧上，以有利地从基板的两侧形成多个孔。
17.第二组钻机的每个钻机沿着多个孔的每个孔的长度的至少一半修整多个粗略孔。使第二组钻机的每个钻机沿着多个孔的每个孔的长度的约一半修整多个粗略孔有利地减少来自第二组钻机的各者的功率需求，且减少穿过基板形成多个孔的时间。
18.图1描绘根据本公开的某些实施例在处理腔室中使用的基板中形成孔的方法100的流程图。在某些实施例中，方法100可通过使用图2a-5的孔形成装置来进行。方法于102处开始，使用第一钻机(例如，第一钻机220)在基板(例如，基板208)中部分地形成多个孔，以从基板的第一侧至基板的相对第二侧穿过基板形成多个粗略孔(例如，多个粗略孔214)。多个粗略孔具有第一尺寸的直径。在某些实施例中，于形成多个粗略孔之前将基板安装至基板支撑件(例如，基板支撑件204)。在某些实施例中，多个孔具有直径或第一尺寸为约.005英寸至约.04英寸。
19.在某些实施例中，第一钻机形成多个粗略孔的第一组一个或多个孔，且接着形成多个粗略孔的下一组一个或多个孔，且持续反复直到形成所有的多个粗略孔。在某些实施例中，于使用第一钻机形成多个粗略孔的各组之间绕基板的中心轴(例如，中心轴212)旋转基板。在某些实施例中，第一钻机通过相对于基板旋转(例如，绕中心轴224旋转)而在形成多个粗略孔的各组之间移动。在某些实施例中，第一钻机在形成多个粗略孔的各组之间相对于基板横向移动(例如，横向方向226)。
20.图2a描绘根据本公开的某些实施例的孔形成装置200在第一位置中用于进行102的示意性侧视图，且图2b为据本公开的某些实施例的孔形成装置200在第一位置中用于进行102的示意性顶部视图。孔形成装置200包括布置于基板支撑件204上的基板208。基板支撑件204可绕中心轴212旋转，以旋转基板208。在某些实施例中，基板支撑件204配置成绕正交于中心轴212的长轴202旋转，以如图3中所显示且于以下进一步详细说明的，从第一位置移动基板208至第二位置。基板支撑件204可通过一个或多个腿部206支撑。在某些实施例
中，一个或多个腿部206包含于基板支撑件204的分别侧上旋转耦合至基板支撑件204的两个腿部。
21.基板208包括面向基板支撑件204的第二侧260及与第二侧260相对的第一侧250。基板支撑件204包括用于保持基板208的一个或多个保留表面和用于暴露基板208的第二侧260或底部表面的中心开口228。在某些实施例中，一个或多个保留表面为延伸至中心开口228中的环状壁架。在某些实施例中，如图2b中所示，一个或多个保留表面包括延伸至中心开口228中的多个安装突片216。
22.基板208可以适合在处理腔室中使用的材料制成。在某些实施例中，基板208以包含硅(si)的材料制成，例如碳化硅(sic)、多晶硅或单晶硅。在某些实施例中，基板208由金属制成，例如由铝或钼制成。在某些实施例中，基板208具有约2.0mm至约20.0mm的厚度(即，高度)。在某些实施例中，基板208具有约8.0mm至约15.0mm的厚度。在某些实施例中，基板208为在处理腔室中使用的气体分配板。在某些实施例中，基板208为圆板。
23.第一钻机220布置于基板支撑件204上方。在第一位置中，第一钻机220面向基板208的第一侧250。在某些实施例中，第一钻机220配置成相对于第一表面205以横向方向226(例如，上/下/左/右)移动。在某些实施例中，第一钻机220配置成相对于基板208绕第一钻机220的中心轴224旋转。在某些实施例中，当基板在第一位置中时，第一钻机220的中心轴224平行于基板208的中心轴212。
24.在某些实施例中，第一钻机220为激光钻机，配置成引导光子能量222以从基板208移除材料，以形成多个粗略孔214。在某些实施例中，多个粗略孔214包括多个组，其中每个组包括多个孔而构成多个粗略孔214。例如，多个粗略孔214包括第一组252。在某些实施例中，第一钻机220为激光钻机，具有多个激光头以同时形成多个孔(例如，第一组252)。
25.在某些实施例中，第一钻机220为旋转钻机，配置成机械加工多个粗略孔214。在某些实施例中，第一钻机220为旋转钻机，具有多个钻头以同时形成多个粗略孔214的多个孔。在某些实施例中，第一钻机220为水钻机，配置成引导高压水于基板208处，以形成多个粗略孔214。
26.在某些实施例中，第一钻机220为水钻机，具有多个高压水喷流，以同时形成多个粗略孔214的多个孔。在某些实施例中，第一钻机220为声波钻机，配置成修整多个粗略孔214。在某些实施例中，第一钻机220为声波钻机，具有多个声波钻头，以同时修整多个粗略孔214的多个孔。
27.在某些实施例中，第二钻机230与第三钻机240彼此相对布置在基板支撑件204的任一侧上。在某些实施例中，第二钻机230配置成相对于基板支撑件204以横向方向236(例如，上/下/左/右)移动。在某些实施例中，第三钻机240配置成相对于基板支撑件204以横向方向246(例如，上/下/左/右)移动。在某些实施例中，第二钻机230配置成相对于基板208沿着第二钻机230的中心轴234旋转。在某些实施例中，第三钻机240配置成相对于基板208沿着第三钻机240的中心轴244旋转。
28.在某些实施例中，孔形成装置200包括壳体210，其中基板支撑件204布置于壳体210之中。在某些实施例中，第一钻机220耦合至壳体210的顶部壁。在某些实施例中，第二钻机230与第三钻机240耦合至壳体210的侧壁，在基板支撑件204的相对侧上。在某些实施例中，如图2a-2b及3中所示，第一钻机220、第二钻机230及第三钻机240布置于壳体210的外
侧。在某些实施例中，如图5中所示，第一钻机220、第二钻机230及第三钻机240布置于壳体210之中。在某些实施例中，第一钻机220、第二钻机230及第三钻机240的至少一者布置于壳体210之中，同时其余的第一钻机220、第二钻机230及第三钻机240布置于壳体210外侧。
29.在104处，基板定位于第二钻机(例如，第二钻机230)及第三钻机(例如，第三钻机240)之间。在某些实施例中，基板绕基板支撑件的长轴(例如，长轴202)旋转。在某些实施例中，基板以约45度至约135度从第一位置旋转至第二位置。在某些实施例中，基板以约90度从第一位置旋转至第二位置。图3描绘根据本公开的某些实施例的在第二位置中的孔形成装置的示意性侧视图。在第二位置中，第二钻机230面向基板208的第一侧250且第三钻机240面向基板208的第二侧260。在某些实施例中，第二钻机230面向第二侧260且第三钻机240面向第一侧250。
30.在106处，第二钻机用以从基板的第一侧(例如，第一侧250)至第一位置修整多个粗略孔。在某些实施例中，第一位置为沿着多个孔的每个孔的长度的至少一半。在某些实施例中，修整多个粗略孔包含减少多个粗略孔的粗糙度、增加多个粗略孔的圆度、增加多个粗略孔的直径至第二尺寸或使得多个粗略孔彼此在直径上更均匀中的至少一者。例如，多个粗略孔可以是较小导向孔，且修整多个粗略孔包含移除较小导向孔周围的额外材料，以形成与多个粗略孔相比较具有增加的孔对孔均匀度、增加的同心度或减少的粗糙度中的至少一者的修整的多个孔。修整的多个孔的侧壁比多个粗略孔相对于基板的上部表面(例如，第一侧250)或下部表面(例如，第二侧260)可具有增加的垂直度。在某些实施例中，多个粗略孔比修整的多个孔更为喇叭形(即，在一端处逐渐变宽)。
31.在某些实施例中，修整的多个孔的同心度比多个粗略孔的同心度高达约15％更为同心。在某些实施例中，修整的多个孔的同心度为约.002英寸至约.125英寸。在某些实施例中，多个粗略孔的粗糙度比修整的多个孔的粗糙度更大约15％。在某些实施例中，修整的多个孔的直径或第二尺寸比多个粗略孔的直径或第一尺寸更大高达约25％。在某些实施例中，第二尺寸为约.005英寸至约.04英寸。
32.在某些实施例中，多个粗略孔包括多个组。在某些实施例中，第二钻机修整多个组中的一组，且接着修整多个组中的另一组，且持续反复直到从基板的第一侧修整所有的多个粗略孔。在某些实施例中，于使用第二钻机修整多个组中的一组之后，基板绕基板的中心轴(例如，中心轴212)旋转。在某些实施例中，第二钻机通过相对于基板旋转(例如，绕中心轴234旋转)而在多个组的每个组的修整之间移动。在某些实施例中，在多个组的每个组的修整之间，第二钻机相对于基板横向移动(例如，横向方向236)。
33.在108处，第三钻机用以从基板的第二侧(例如，第二侧260)至第一位置或沿着多个粗略孔的每个孔的长度至少一半的位置修整多个粗略孔。第二钻机与第三钻机两者修整大约多个粗略孔的每个孔的一半有利地减少来自第二钻机与第三钻机的各者所需的工作。在某些实施例中，第一钻机、第二钻机及第三钻机一起形成修整的多个孔。在某些实施例中，第三钻机以相对于第二钻机以上所讨论类似的方式从基板的第二侧修整多个粗略孔。在某些实施例中，在使用第三钻机修整多个组中的一组之后，绕基板的中心轴(例如，中心轴212)旋转基板。在某些实施例中，第三钻机通过相对于基板旋转(例如，绕中心轴244旋转)而在多个组的每个组的修整之间移动。在某些实施例中，在多个组的每个组的修整之间，第三钻机相对于基板横向移动(例如，横向方向246)。
34.在某些实施例中，使用第二钻机以修整多个粗略孔与使用第三钻机以修整多个粗略孔同时实行。在某些实施例中，第二钻机及第三钻机不会同时修整多个粗略孔的相同孔。在某些实施例中，如图4中所示，第二钻机可修整第一组多个孔，同时第三钻机修整第二组多个孔。图4描绘根据本公开的某些实施例在第二位置中的孔形成装置的示意性部分等距视图。基板支撑件204并未示于图4中以帮助能见度。
35.在某些实施例中，多个粗略孔214的多个组包括第一组410、第二组420及第三组430。第一组410、第二组420及第三组430的各者可包括多个粗略孔214的二或更多孔(在图4中显示两个孔的组)。在某些实施例中，第二钻机230配置成同时修整第一组410的每个孔。在某些实施例中，第三钻机240配置成同时修整第二组420的每个孔。在某些实施例中，第二钻机230配置成修整第一组410的每个孔，同时具有第三钻机240修整第二组420的每个孔。基板208、第二钻机230或第三钻机240的一个或多个一者或更多者可移动以修整第三组430。第二钻机230及第三钻机240配置成修整所有的多个粗略孔214以形成修整的多个孔414。
36.参照回图3，在某些实施例中，第二钻机230与第三钻机240配置成相对第一侧250分别以横向方向236和横向方向246移动，且相对第一侧250旋转。在某些实施例中，当基板208在第二位置中时，第二钻机230的中心轴234平行于基板208的中心轴212。在某些实施例中，当基板208在第二位置中时，第三钻机240的中心轴244平行于基板208的中心轴212。
37.在某些实施例中，第二钻机230与第三钻机240为激光钻机，配置成分别引导光子能量332及光子能量342以从基板208移除材料，以修整多个粗略孔214以形成修整的多个孔。在某些实施例中，第二钻机230为激光钻机，具有多个激光头，以同时修整多个粗略孔214的多个孔。在某些实施例中，第三钻机240为激光钻机，具有多个激光头，以同时修整多个粗略孔214的多个孔。在某些实施例中，第一钻机220可以是高功率锁孔激光。
38.在某些实施例中，第二钻机230与第三钻机240为旋转钻机，配置成从基板208移除材料以修整多个粗略孔214。在某些实施例中，第二钻机230为旋转钻机，具有多个钻头，以同时修整多个粗略孔214的多个孔。在某些实施例中，第三钻机240为旋转钻机，具有多个钻头，以同时修整多个粗略孔214的多个孔。
39.在某些实施例中，第二钻机230与第三钻机240为水钻机，配置成引导高压水于基板208处以修整多个粗略孔214。在某些实施例中，第二钻机230为水钻机，具有多个高压水喷淋头，以同时修整多个粗略孔214的多个孔。在某些实施例中，第三钻机240为水钻机，具有多个高压水喷淋头，以同时修整多个粗略孔214的多个孔。
40.在某些实施例中，第二钻机230与第三钻机240为声波钻机，配置成从基板208移除材料，以修整多个粗略孔214。在某些实施例中，第二钻机230为声波钻机，具有多个声波钻头以同时修整多个粗略孔214的多个孔。在某些实施例中，第三钻机240为声波钻机，具有多个声波钻头以同时修整多个粗略孔214的多个孔。
41.在某些实施例中，第一钻机220以比第二钻机230及第三钻机240更高的功率操作。在某些实施例中，第二钻机230及第三钻机240配置成形成具有比第一钻机220更高的保真度的孔。例如，具有更高保真度的孔可包含较少的粗糙度、增加的圆度及较少的孔对孔直径的变化。
42.尽管以上内容针对本公开的实施例，可设计本公开的其他及进一步实施例而不会
背离其基本范围。